(57)【要約】【課題】関節鏡手段による整形外科関節のためのシステムの提供。【解決手段】本発明は負傷した整形外科組織箇所を修復又は再表面仕上げするための方法であって、下記の段階（ａ）硬化性生物材料を用意する；そして（ｂ）最少限の侵入手段を利用して：（ｉ）前記生物材料の受容のために前記組織負傷箇所の準備を整える；（ｉｉ）この準備を整えた箇所に所定量の前記硬化性生物材料を導入する；（ｉｉｉ）この導入した生物材料を硬化させる、ここでこの硬化は、その硬化した生物材料がその準備を整えた箇所に付加されて永久に保持されるように行う；そして（ｉｖ）天然組織のそれに近い所望の形状が得られるようにこの硬化・保持生物材料を輪郭仕上げする；を含んで成る方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
負傷した整形外科組織箇所を修復又は再表面仕上げするための方法であって、下記の段階
（ａ）硬化性生物材料を用意する；そして
（ｂ）最少限の侵入手段を利用して：
（ｉ）前記生物材料の受容のために前記組織負傷箇所の準備を整える；
（ｉｉ）この準備を整えた箇所に所定量の前記硬化性生物材料を導入する；
（ｉｉｉ）この導入した生物材料を硬化させる、ここでこの硬化は、その硬化した生物材料がその準備を整えた箇所に付加されて永久に保持されるように行う；そして
（ｉｖ）天然組織のそれに近い所望の形状が得られるようにこの硬化・保持生物材料を輪郭仕上げする；
を含んで成る方法。
【請求項２】
前記硬化性材料がポリマーマトリックスと水和ゲルとの組合せを含んで成る、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ポリマーマトリックスがシリコーンポリマー及びポリウレタンポリマーより成る群から選ばれる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記最少限侵入手段がそれぞれ関節鏡検査装置を利用して実施される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記導入段階が、流動式成分を導入するのに適当な寸法のカヌーレを用いて関節鏡視覚化のもとで実施される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
最終的な移植片の生体適合性及び摩擦係数を改善するために、前記輪郭仕上げした材料の表面を永久界面材料でコーティング又は改質する更なる段階を含んで成る、請求項１記載の方法。
【請求項７】
負傷して整形外科組織箇所の修復又は再表面仕上げのためのシステムであって、硬化性生物材料とこの組織箇所の準備を整えるための最少限侵入手段との組合せ；この準備を整えた組織箇所へのこの生物材料の導入；ｉｎ  ｓｉｔｕでのこの生物材料の硬化；及びこの硬化した生物材料の輪郭仕上げ；を含んで成るシステム。
【請求項８】
流動性生物材料の導入、硬化及び輪郭仕上げのための最少限の侵入手段を含んで成る関節鏡装置セット。
【請求項９】
前記手段が関節鏡視覚化のもとで最少限の侵入態様で操作できるカヌーレを、生物材料の貯蔵、導入及び回収のための生物材料ソースに対するこのカヌーレの作動式及び流動式装着のための一体化した接続チューブ及び容器と一緒に含んで成る、請求項８記載の装置セット。
【請求項１０】
負傷した整形外科組織箇所の修復及び再表面仕上げのためのシステムであって；
（ａ）関節鏡手術装置；
（ｂ）硬化性ポリマー及び水和ゲルを含んで成る流動式硬化性生物材料の導入可能な流体導入カヌーレ；
を含んで成るシステム。
【請求項１１】
負傷した整形外科組織箇所の修復又は再表面仕上げのための方法であって、以下の段階：
（ａ）硬化性ポリマー及び水和ゲルを含んで成る流動式硬化性生物材料を用意する；
（ｂ）関節鏡装置の操作によりこの組織負傷箇所の準備を整える；
（ｃ）組織接近箇所を調製し、そしてこの組織接近箇所を通じて前記組織負傷箇所に導入カヌーレを挿入して誘導する；
（ｄ）このカヌーレを通じて所定量の硬化性生物材料を前記準備を整えた箇所に導入する；
（ｅ）この導入した生物材料を、最少限の侵入手段により、且つ硬化した生物材料がその準備を整えた箇所に付加されて保持されるように、硬化させる；そして
（ｆ）この硬化した生物材料を天然組織のそれに近い所望の形状が得られるように輪郭仕上げする；
を含んで成る方法。
【請求項１２】
最終的な移植片の生体適合性及び摩擦係数を改善するために、前記輪郭仕上げした材料の表面を永久界面材料でコーティング又は改質する更なる段階を含んで成る、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筋骨格負傷の修復、そして特に骨及び軟骨の修復及び置換のための方法、装置、材料及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
筋骨格系又は外傷、並びに多数の病気、例えば変形性関節炎及びリウマチ様関節炎を原因とする負傷にかかる。
【０００３】
筋骨格系の結合組織の修復は一般に天然又は合成腱及び靱帯の如きの材料を利用して実施される。関節修復及び置換は一般に金属及び／又はポリマー移植片及び器具を利用して成し遂げられる。かかる器具は一般に骨板、接着剤、ネジ等により実際の骨に固定される。
【０００４】
関節全置換は、関節を構成する骨の間の軟骨表面が変性する症状のもとで適用される。往々にして、それは運動中、並びに関節成分の移動及び回転中に著しい痛みがでるほどに変性する。この変性関節病は一般に関節表面置換形成術として知られる技術により処置され、それはもとの表面を移植片形態の人工耐荷重材料により置換することを包括する。
【０００５】
股関節部置換は一般に、幹の上に載った球の形態における大腿成分と、球の収容されるソケットの形態における寛骨臼成分との移植を包括する。
【０００６】
膝全置換は股関節部置換よりも若干難しく、その理由は膝の複雑の荷重パターンにある。膝全置換の脛骨成分が脛骨の格子状骨の中に固定させる。大腿成分は一般に適当なセメントを用いて大腿幹の皮質骨に固定される。
【０００７】
膝補てつ具の脛骨部は一般に、脈絡膜下板の骨を除去した後に脛骨を覆う広い平らな領域を挿入することを含む。ほとんどのデザインにおいて、ポリマー又はファイバー補強型ポリマートレーの下に広がる金属支持体を含む複合材料が提供されている。
【０００８】
多種多様な材料が医療移植片の製造における利用のために述べられている。一般には、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ａｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ａｐｐｒｏａｃｈの第１章、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｈ．Ｓｉｌｖｅｒ編、Ｃｈａｐｍａｎ  ａｎｄ  Ｈａｌｌ，１９９４を参照のこと。かかる材料は金属、ポリマー、セラミック及び複合材料のカテゴリーに属する。
【０００９】
最近の論文、題名「Ｎｅｗ  Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ」Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６３：１７１５−１７２０（１９９４），Ｐｅｐｐａｓらは生物材料業界の現状の有用な展望を供する。この論文には、整形外科用途のために現在利用されている数多くの材料、例えば金属（鉄、コバルト及びチタン）、分解性ポリマー、ポリグリコール酸の自立型組成物、強化ポリマー、例えばポリジオキサノン、並びにセラミック材料、例えばヒドロキシアパタイト及び一定のガラスが記載されている。
【００１０】
他に、例えばＰｅｐｐａｓらの論文のＰ１７１９は、相変化を受けるように誘導されうるポリマーの潜在的な有用を述べている。この論文自体はかかるポリマーを特定しておらず、その代わりに最初液体である材料が最少限の侵入的外手器具を介して投与され、次いで紫外光、可視光又はイオン交換の存在下でインビボで固化又はゲル化するように誘導されうるとしている。このアプローチの例としてその論文はＨｉｌｌ−Ｗｅｓｔら、Ｏｂｓｔｅｔ，Ｇｙｎｅｃｏｌ．８３（１）：５９−６４（１９９４）の論文を引用している。
【００１１】
Ｈｉｌｌ−Ｗｅｓｔの論文は、動物の中での術後接着を防ぐためのコンフォーマブルな吸収性水和ゲル（ヒドロゲル）バリヤーの利用を述べている。この論文はＵＶ光を利用する巨大分子プレポリマー溶液の光重合による水和ゲルバリヤーのｉｎ  ｓｉｔｕ成形を述べている。この水和ゲルは耐荷重性整形外科用途において有用であるとは述べられておらず、そして事実、施用してから７日以内で完全に吸収されている。
【００１２】
整形外科用途、そして特に関節修復及び置換に現状採用されている生物材料及び関連の方法に係る数多くの欠点がある。かかる欠点の一つは、これらの方法が一般に侵入式外科、即ち負傷箇所に対する接近性を高めるために組織を切除することを含んでいる。そして、侵入式外科は一般に７〜１０日間の入院を包括し、それにかかる費用がかさむ。
【００１３】
関節切開術の関連の欠点は皮膚、神経、脈管、筋肉、靱帯、腱及び／又は関節包の切断の必要性を含む。一定の行為は全身又は脊椎麻酔のいづれかの利用をも必要とする。これらは輸血、並びに術後の痛み及び不快感の伴う顕著な回復期間をも必要としうる。最後に、長期の運動療法が手術領域を強化するため及び抱攣を防ぐために一般に必要とされる。かかる治療は往々にして６週間以上かかりうる。
【００１４】
かかる侵入式外科行為及びそれに関係する問題を回避するようにかかる負傷を修復できることは極めて有用であろう。
【発明の開示】
【００１５】
本発明は最少限の侵入手段により負傷した成形外科組織箇所を修復又は再表面仕上げ（ｒｅｓｕｒｆａｃｉｎｇ）するための方法、システム及び関連成分を提供することにより、従来技術に係る欠点を解決する。
【００１６】
本発明の方法は下記の段落を含んで成る：
（ａ）硬化性生物材料を用意する；そして
（ｂ）最少限の侵入手段を利用して：
（ｉ）前記生物材料の受容のために組織負傷箇所の準備を整える；
（ｉｉ）この準備を整えた箇所に所定量の前記硬化性生物材料を導入する；
（ｉｉｉ）この導入した生物材料を硬化させる、ここでこの硬化は、その硬化した生物材料が準備を整えた箇所に付加されて永久に保持されるように行う；そして
（ｉｖ）天然組織のそれに近い所望の形状が得られるようにこの硬化・保持生物材料を輪郭仕上げする。
【００１７】
本発明の方法はそれ自体を対応のシステムに導く。このシステムは、硬化性生物材料と、組織箇所の準備を整えるための最少限の侵入手段との組合せ；準備を整えた組織箇所への生物材料の導入；ｉｎ  ｓｉｔｕでの生物材料の硬化；及び硬化生物材料の輪郭仕上げ；を含んで成る。かかるシステムの個々の要素、そして特に最少限の侵入態様での生物材料の導入及び硬化のための手段も新規と考える。
【００１８】
好適的な態様において、（ａ）関節鏡外科装置；並びに（ｂ）関節鏡視覚化のもとで流動式硬化性生物材料を導入できる流体導入カヌーレ（ここでこの生物材料は硬化性ポリマー及び水和ゲルを含んで成る）を含んで成るシステムを提供する。
【００１９】
この好適なシステムは、次の方法であって、以下の段階：
（ａ）硬化性ポリマー及び水和ゲルを含んで成る流動式硬化性生物材料を用意する；
（ｂ）関節鏡装置の操作によりこの組織負傷箇所の準備を整える；
（ｃ）組織接近箇所を調製し、そしてこの組織接近箇所を通じて前記組織負傷箇所に導入カヌーレを挿入して誘導する；
（ｄ）このカヌーレを通じて所定量の硬化性生物材料を前記準備を整えた箇所に導入する；
（ｅ）この導入した生物材料を、最少限の侵入手段により、且つ硬化した生物材料がその準備を整えた箇所に付加されて保持されるように、硬化させる；そして
（ｆ）この硬化した生物材料を天然組織のそれに近い所望の形状が得られるように輪郭仕上げする；
を含んで成る方法を実施するために利用できうる。
【００２０】
別の態様において、この硬化・成形生物材料は１又は複数種の所望の性質を改善するために処理又は改質されうる。例えば、これは最終移植片の生体適合性及び摩擦計数を改善するために永久界面材料でコーティングしてよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本明細書の中で用いている以下の用語は以下に示す意味を有しうる：
「生物材料」とは、最少限の侵入手段により整形外科組織負傷箇所に導入でき、そして所望の位置及び形状で保持されるように硬化又はその他の態様で改質されることのできる材料を意味する。一般にかかる生物材料はその未硬化の状態で流動式であり、即ちそれらは内径約２ｍｍ〜約６ｍｍ、そして好ましくは内径約３ｍｍ〜約５ｍｍ程度のカヌーレを通じて導入されるに足りる粘性であることを意味する。かかる生物材料は硬化性でもあり、即ちそれらは所望の位置及び形状で保持されるに足りる相変化又は化学変化を受けるために、組織箇所において  ｉｎ  ｓｉｔｕで硬化又はその他の態様で改質されうるものであることを意味する。
【００２２】
「最少限の侵入手段」とは、手術手段、例えば整形外科負傷箇所に対する接近性を高めるために、組織を切除する必要なく成し遂げられうる関節鏡手術手段を意味する。
【００２３】
「関節鏡手術装置」は慣用の関節鏡手術を実施するために必須のコントローラー並びに一体化したハードウェア及びソフトウェアを意味する。
【００２４】
「導入カヌーレ」は、関節鏡視覚化のもとで、最少限の侵入態様で、本発明の生物材料の貯蔵、導入及び回収のための生物材料ソースに対するカヌーレの作動式且つ流体式装着のための一体化した接続チューブ及び容器と一緒に操作されることのできるカヌーレを意味する。
【００２５】
好適な態様に従うと、液相ポリマー水和ゲル複合体を関節鏡視覚化のもとでカヌーレを通じて施用する。負傷した関節を効果的に再表面仕上げるため、この複合体を  ｉｎ  ｓｉｔｕで硬化及び輪郭仕上げする。この硬化したポリマー・水和ゲル複合体はヒトの軟骨のそれに類似の物理／化学的特徴を示し、そして耐荷重性、剪断応力耐性、衝撃吸収性及び摩耗特性の如きの特性の最適組合せを発揮する。この硬化した複合体の表面は例えば摩擦係数を下げるために硬化及び輪郭仕上げの後に任意的に改質してよい。
【００２６】
好適な態様において、本発明の方法は硬化性ポリマーと水和ゲルとの組合せを含んで成る硬化性生物材料の提供の段階を含んで成る。本発明における利用にとって好適な生物材料には本明細書に記載の通り、カヌーレを介して導入されることができ、且つ骨又は軟骨の代替材料を形成するように  ｉｎ  ｓｉｔｕで硬化されることのできる材料が含まれる。
【００２７】
天然の軟骨は、身体の様々な部分において見い出せる非血管構造体をいい、そして特に関節の表面上に薄い結痂を形成した細かい顆粒基質として存在している関節軟骨をいう。その天然の弾性は衝撃力に打ち勝つことを可能にし、一方その滑らかさは運動のし易さ及び自由度を供する。厚みに関しては、軟骨はそれが横たわる関節表面の形状をとる傾向にある。これが凸型のとき、軟骨は中心で最も厚みがあり、そこ力で最大の圧力を受ける。凹型関節表面の場合、一般にその逆が真なりである。
【００２８】
好適な生物材料は天然軟骨の数多くの物理化学的特徴を擬製する傾向にある。好適な生物材料は２種以上の個々の材料の複合体であり、そして特にポリマーマトリックスと水和ゲル充填剤とから形成される二相系を含んで成るものである。
【００２９】
医療器具における利用のための一般的なポリマー材料には、例えばポリビニルクロリド、ポリエチレン、スチレン樹脂、ポリプロピレン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（「ＡＢＳ」）樹脂、アクリル、ポリウレタン、ナイロン、スチレンアクリロニトリルが含まれる。例えば、Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ＆  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  １９９４年４月のｐ４１〜７８「Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ」を参照のこと。その開示内容は引用することで本明細書に組入れる。
【００３０】
本発明における使用にとって適当なマトリックス材料は、その製造、施用及びインビボ用途に関連して最適な特性の組合せを供するポリマー材料である。未硬化の状態では、かかる特性には加工容易性、並びに安定的に滅菌及び貯蔵される能力が含まれる。かかる材料の施用中では、かかる特性には水和ゲル適合性、並びに容量性（ｃａｐａｃｉｔｙ）、流動性及びインビボ硬化性が含まれる。硬化状態においては、かかる特性には成形性、硬化強度（例えば引張及び圧縮）、破断伸び率、及び生体適合性が含まれる。適当なマトリックス材料の例には、限定することなく、シリコーンポリマー及びポリウレタンポリマーが含まれる。
【００３１】
好適な態様において、このマトリックスはシリコーンポリマー、即ち珪素−炭素結合により珪素原子の有意義な部分に付加されている有機系Ｒ基と一緒に反復珪素−酸素骨格を含むポリマーより成る。一般的には、Ｃｏｎｃｉｓｅ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｒｋら編、Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，  １９９０のｐ１０４８−１０５９「Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ」を参照のこと。その開示内容は引用することで本明細書に組入れる。
【００３２】
シリコーンポリマーは少なくとも３種類の一般的なクラス、即ちホモポリマー、シリコーンランダムポリマー及びシリコーン−有機（ブロック）コポリマーとして市販されている。ポリジメチルシロキサン形態のホモポリマーが好ましく、そして今日製造されているホモポリマーの大半を占めている。
【００３３】
別の好適な態様において、このマトリックスはポリウレタンポリマーより成る。ポリウレタン、例えば熱可塑性ポリウレタン（「ＴＰＵ」）は一般に３種類の反応体、イソシアネート、長鎖マクロジオール及び短鎖ジオール延長鎖を利用して調製される。イソシアネートと長鎖ジオールとは「軟質セグメント」を形成し、一方イソシアネートと短鎖ジオールとは「硬質」セグメントを形成する。軟骨と硬質のセグメントとの相互作用がゴム様の性質をもつポリマーを決定及び提供する。
【００３４】
溶融加工の際、ポリウレタン鎖は線形であり、そして例えば射出成形、又は本発明の場合、関節鏡適用により、それが成形されるべき形状を帯びるようになる。冷却により、硬質セグメントは水素結合により結合し合った秩序のとれたドメインを形成する。これらのドメインは線形鎖に対する架橋剤を担い、その材料を架橋ゴムに似たものにする。
【００３５】
本発明の観点において、当業者は多種多様な特性を達成せしめるためにイソシアネート、マクロジオール及び連鎖延長剤をどのように選択するかを理解しているであろう。医療にとって好適なＴＰＵは現状ジイソシアネート、例えばジフェニルメタンジイソシアネート（「ＭＤＩ」）、グリコール、例えばポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びジオール、例えば１，４−ブタンジオールの利用を基礎とする。
【００３６】
本発明の複合体の中で使用するのに適切な水和ゲルは水含有ゲル、即ち親水性及び水不溶性を特徴とするポリマーである。例えば、Ｃｏｎｃｉｓｅ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｒｋら編、Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，１９９０のｐ４５８−４９９「Ｈｙｄｒｇｅｌｓ」を参照のこと。その開示内容は引用することで本明細書に組入れる。その利用は本発明において任意的ではあるが、水和ゲルの組込みは非常に好ましく、なぜならそれらは数多くの所望の品質を担うからである。その親水性・水含有的性質により、水和ゲルは硬化複合体の耐荷重能をもつ硬化複合体を補助する。これらは複合体上の摩擦力を下げ、そして熱的弾性を強める。
【００３７】
好適な態様において、この水和ゲルは微細な粉末状合成水和ゲルである。適当な水和ゲルは選択のマトリックスポリマーとの適合性及び生体適合性の如きの性質の最適な組合せを発揮する。
【００３８】
適当な水和ゲルは水の中で平衡容量に至るまで膨潤するが、しかしその形状は保つ。本発明の複合体を形成するうえで利用するのに適当な合成水和ゲルには、メタクリルエステル及びアクリルエスチル、（メタ）アクリルアミド水和ゲルを基礎とするもの、並びにＮ−ビニル−２−ピロリジノンを基礎とするものが含まれる。
【００３９】
好適な水和ゲルには、適当な架橋剤、例えばエチレンジメタクリレート（「ＥＤＭＡ」）により共重合させた、ヒドロキシアルキルアクリレート及びメタクリレートモノマーから形成されるものが含まれる。
【００４０】
特に好適な態様において、このマトリックスポリマーはシロキサン（即ち、シリコーンポリマー）であり、そして好ましくは０．２ｍｏｌ％のビニルメチル−シロキサン単位をもつアルファ、オメガ−ジヒドロキシーポリ（ジメチルシロキサン）及びポリ（ジメチルシロキサン）より成る群より選ばれるものである。好適なポリマーの中に水和ゲル成分として分散されているのは１５〜３０％（未硬化複合体の重量を基礎とする重量）の軽く架橋した水和ゲル凝集物である。好適な水和ゲル凝集物は、水和ゲルの重量に基づき２〜５重量％の濃度％のエチレンジメタクリレート（ＥＤＭＡ）により架橋した２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）により形成される。
【００４１】
当業者はどのようにして水和ゲル／マトリックスの組合せ及び濃度をその意図している用途に基づいて変えることができるかを理解しているであろう。例えば、低い水和ゲル濃度、例えば複合体の最終重量に基づき１０％の濃度をもつより剛性な複合体が、椎間円板置換にとって適切であろう。
【００４２】
例えば、その意図している用途に依存して、生物材料は好ましくはマトリックスと水和ゲルとの組合せ重量に基づき、約１５〜５０重量％、そして好ましくは約１０〜約５０重量％、そして好ましくは約１５〜約３０重量％の濃度において水和ゲル相を含むことが好ましいであろう。
【００４３】
本発明の複合体はまたその他の任意的な補助剤及び添加剤、例えば安定剤、充填剤、酸化防止剤、触媒、可塑剤、顔料及び潤滑剤を、その意図している目的に対する本組成物の有用性をかかる任意成分が損わないような度合で含みうる。
【００４４】
硬化したポリマー・水和ゲル複合体は物理／化学的性質、特にその形状安定性の観点において、溶解安定性、生体適合性、並びに物理的機能、例えば密度、厚み及び表面の粗さの如きの物理的性質、並びに耐荷重性、引張強さ、静的剪断強さ、定着地点の疲労、衝撃吸収性、摩擦特性及び表面摩擦の如きの機械的性質の最適な組合せを発揮する。かかる性能は天然組織及び関節の評価、並びに生物材料の評価のために一般に許容されている手順を利用して評価できうる。
【００４５】
特に、好適な複合材料は、硬化形態において、それらが置き代わることを意図している天然組織のそれに近い機械的特性を発揮する。例えば、好適な硬化複合体は約５０〜約２００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）、そして好ましくは約１００〜約１５０ｐｓｉの耐荷重強度を示す。かかる複合体は約１０〜１００ｐｓｉ、そして好ましくは約３０〜５０ｐｓｉの剪断応力も示し、かかる単位は天然の組織及び関節の評価において一般的に測定される。
【００４６】
好適な生物材料は滅菌に利用される条件下でも安定であり、そして更に貯蔵及び導入中でも安定である。これらは導入カヌーレを通じてインビボ位置にまで流動し、そして紫外光の如きのエネルギー源に対する曝露により又は化学反応により  ｉｎ  ｓｉｔｕで硬化することもできる。その後、この硬化した生物材料は適宜慣用又は常用のデザインされた関節鏡器具又は装置の利用により成形及び輪郭仕上げされ易いものとなる。身体の中でのその利用中、この硬化・輪郭仕上げした生物材料は長期インビボ用途における使用にとって適当な物理化学的性質を示す。
【００４７】
本発明の方法の別の段階として、この組織負傷箇所を生物材料の受け入れのための準備に整える。当業者は肋軟骨下の骨塊（マス）のどのようなコンピューター分析が、ポリマー・水和ゲル複合体の近傍肋軟骨下骨に合う機械的特性をオペレーターが仕立てるようにさせることを理解するであろう。これは水和ゲルのサイズの調節及びポリマー複合体中の水和ゲルの比率の変更により成し遂げることができる。
【００４８】
好適な方法において、患者をまず日常の関節鏡手順に従って用意し、滅菌した布で覆う。次に再表面仕上げすべき第１領域を水平且つ仰向けにする。反対側の骨が再表面仕上げを必要とするなら、関節は最初の施用物が硬化した後に動かしてよい。これは重力が定着地点の充填を補助することを可能にし、且つ覆うべき表面の上での液状複合体の均質な分布を可能にする。本発明に基づき、必要な処理は全て２回又は３回のアクセス門戸のみを利用して一般に行われるであろう。
【００４９】
まず結合させるべき表面の炎症性滑液及びこすれた又は損傷した軟骨をレーザーナイフ及び／又はその他の装置、例えば関節鏡シェーバーを利用して洗い落とす。次にこの表面をそれが生物材料を受容及び保持する能力を改善するための準備に整える。例えば、肋骨下骨は切削道具により荒削りし、そしてまた切削道具の利用により任意の骨増殖体を除去する。次いでこの骨を灌流に付して破片を除去し、そしてその箇所を吸引乾燥する。この骨はその表面を荒くするために研磨にかけるか、又は適当なセメントもしくはその他の界面材料でコーティングしてもよい。
【００５０】
好適な態様において、支持関節組織の中に定着地点を作り上げる。例えば、逆Ｔ字（⊥）定着地点を、特製の関節鏡ドリルビット又はレーザー手段を用いて肋骨下骨の中に切り込んでよい。
【００５１】
もし小さなパッチのみが必要なら、１又は２箇所の定着地点が十分であり得るが、ただしこの地点の数及び配列は硬化した生物材料の回転又は移動運動を阻止するに足りることを条件とする。
【００５２】
もし大きめの面積の軟骨を置換するなら、６〜９箇所の定着地点が必要でありうる。その場所の数、大きさ及び位置はケース・バイ・ケースで、硬化した生物材料を天然組織と永久結合状態で保持することの要望と、不要な外傷又は天然組織自体の構造的保全性に対する不要の損傷を回避することの要望とのバランスをとることにより決定できる。追加の、又はその他の手段、例えばセメントの利用も硬化した生物材料と天然関節組織との永久結合性を高めるために利用できうる。
【００５３】
例えば、定着箇所を含む準備を整えた骨表面を高分子量のヒアルロン酸で処理してよい。これはポリマーの接着力を強め、そして炎症及び局部的な骨粗しょう症を阻害することを担う。高分子量のヒアルロン酸は骨増殖体（即ち、骨形成細胞）の有効な刺激因子であり、且つインターロイキン−１（ＩＬ−１）のインヒビターでもあることが示されている。ＩＬ−１インヒビターとして、この酸は新たなインサートの周囲の炎症反応を静める性質を有するであろう。
【００５４】
本発明の別の段階として、所望の所定量の硬化性生物材料を準備を整えた箇所に最少限の侵入手段により導入する。バルク状又は独立反応成分状のいづれかの未硬化生物材料は適当な貯蔵容器、例えば無菌テフロン（登録商標）ライン金属キャニスターの中に保存することができる。この生物材料はポンプにより、必要に応じて貯蔵キャスターから導入カヌーレへと導入されうる。生物材料は、例えばポリマーマトリックスと水和ゲルとの双方を含む単一組成物の形態で導入することができ、又は複数の成分の形態で導入することができる。例えば、ポリマーマトリックス及び水和ゲルは別々に貯蔵でき、そして導入の際に、又は負傷箇所自体において適当に混合もしくは組合わせることができる。
【００５５】
未硬化生物材料の導入のためのモデルを担うことのできる導入システムの例はＤｙｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．より「ＩｎｔｅｌｉＪＥＴ  Ｆｌｕｉｄ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」として現在販売されているものである。このシステムはとある箇所への食塩水の低圧高流速導入を包括し、そして導入と吸引とを組合わせており、それは特製のブレードのスタイルに自動調整されている。
【００５６】
その構成部に関し、本発明の好適な導入システムは一般にリモートコントローラーの付いたモータードライブユニット、一体化チューブセット、独立の流体動圧及び流速調節器を有するノンスコープ・インフロー・導入カヌーレ、硬化用エネルギー源、フラッシュ用アタッチメント、真空装置、廃棄キャニスター、オーバーフロージャーを含むであろう。
【００５７】
次いで施用カヌーレを関節の中に挿入し、そしてファイバースコープからの視覚化のもとで、ポリマー複合体を肋骨下骨に施用する。液相ポリマー複合体の流れは、ポリマーキャニスター上のポンピングメカニズムに接続されたフットペダルを介してオペレーターによりコントロールされるであろう。この液相ポリマー複合体は施用カテーテルの頂点から流れて定着箇所を充填し、次いで肋骨下骨を覆うであろう。
【００５８】
本発明の別の段階として、導入した生物材料を最少限の侵入手段を介し、硬化した生物材料が準備を整えた箇所に付加されて保持されるように硬化させる。本明細書と記載の通り、この生物材料は単独工程で、又はそれが導入される際に段階式に、任意の好適な手段により硬化されることができる。好適な生物材料は紫外光の適用により硬化性であり、最少限の侵入手段によりかかる光を導入するシステムに対して極めて有用なものとなる。
【００５９】
十分な量の未硬化のバイオポリマーを導入するとき、重合な任意の適当な手段、例えば施用カヌーレの頂点での紫外光源の利用により開始することができる。この複合体が硬化（重合）した後、その表面をその他の関節鏡装置により必要に応じて輪郭仕上げしてよい。次いで関節に灌注を施し、そしてその装置を門戸から除去する。
【００６０】
本明細書に記載の好適な複合材料を利用することにより、硬化中に複合表面に至る水和ゲル成分の多少の自然的な移動が起こりうることが考えられる。この移動は複合体の表面にわたって正味の正電荷を供しがちであろう。この正電荷は、関節の中に通常見い出される化合物である負に帯電したヒアルロン酸（Ａ型骨膜細胞（ｓｙｎｏｖｉｏｃｙｔｅｓ）より産生）を捕獲しがちであろう。理論に拘束されるつもりはないが、かかる結合の結果は複合体の表面に潤滑効果を及ぼすであろう。ヒアルロン酸は滑膜生存細胞の通常の産物であるため、それは連続供給されるであろう。合成親水性二層を摩擦係数を更に下げるために代替的に施用してよい。
【００６１】
本明細書記載の関節の表面の準備を整える及び硬化した生物材料の輪郭仕上げの段階は慣用の関節鏡装置及び器具を利用することで成し遂げることができる。例えばＳｔｒｙｋｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｚｉｍｍｅｒ，Ｉｎｃ．及びＤｙｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．は多種多様な関節鏡外科ブレード及び装置を製造している。代表的な製品はＤｙｏｎｉｃｓの米国特許第４，２７４，４１４；４，２０３，４４４；４，７０５，Ｄ３８；４，８４２，５７８；４，８３４，７２９及び４，９８３，１７９号に記載されている。その開示内容は引用することで本明細書に組入れる。
【００６２】
本発明の更なる別の段階において、硬化・保持させた生物材料を天然組織のそれに近い所望の形状にするように輪郭仕上げする。
【００６３】
好適な複合体は熱溶融性であり、関節鏡門戸を通じて導入されうるプローブにより削ることができる。かかるプローブは一般に伸縮自在の平らなスパチュラ型先端を有するであろう。このスパチュラの先端を約１００℃まで加熱し、その温度で複合体の表面を所望の輪郭へと削ることができうる。この複合体が冷えると、それはそれに付与された形態を保持するに足りる記憶を有するであろう。
【００６４】
一定の領域において異常な摩耗が生じたら、上記の工程全部を繰り返すことなく、その摩耗領域を修復するようにその移植片を再削りすることができる。その代わりに、熱プローブを単に関節鏡視覚化のもとで再挿入し、そしてそのインサートを所望の領域において適当なサイズ又は性質にするように再成形してよい。
【００６５】
本明細書は記載の段階は任意の適当な方法で実施又は組合わせることができる。例えば、生物材料の導入、硬化及び輪郭仕上げは、例えば生物材料を導入及び硬化の際に所望の形状に保持せしめるチルドの利用により同時、且つ単一の工程で成し遂げることができる。
【００６６】
任意的、且つ好ましくは、この最終生物材料を例えばその性能、生体適合性等を高めるために更なる物理／化学的改質にかけてよい。例えば、カルシトニン及び炎症阻害分子、例えばインターロイキンＩインヒビターを骨複合表面に付加して、弛緩を及ぼす局所的な骨粗しょう症及び局所的炎症反応を予防することができる。同様に、硬化した複合体の表面は摩擦係数を下げるために任意的に改質してよい。
【００６７】
好適な態様において、現在及び現実の関節見地に共づくコンピュータープログラムを使用してよい。このプログラムは関与する関節の最適な整列を供するため、例えば輪郭及び厚みの如くの物理特性の最適な組合せを有する成分を製造するうえでオペレーターに役立ちうる。
【００６８】
同様に、コポリマー複合体の最適な厚み及び輪郭を供するうえでオペレーターに役立つためのホログラフィーイメージを調節鏡を介して作り上げることができる。小さな関節用途、例えば手首及び足根関節、並びに中手指節関節、近位指筋間関節、中足指筋関節及び第一手根中手関節も開発できうる。
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月15日(2007.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎間円板置換システムであって：
最小限の侵襲性外科技術を利用して椎間円板に接近して準備を整えるための関節鏡外科装置；
当該椎間円板に流動性生物材料を導入するための流体導入装置；
前記生物材料を当該椎間円板の部位に保持するためのモルド、ここで当該モルドは当該生物材料が導入及び硬化される際にその所望の形状を維持することで、最小限の侵襲性外科技術を利用して天然椎間円板のそれに近い所望の形状が得られるようにする；及び
当該椎間円板において前記導入した生物材料をin situで硬化し、椎間円板置換システムを供するための手段； 
を含んで成るシステム。
【請求項２】
前記生物材料がポリマーマトリックスと水和ゲルとの組み合わせを含んで成る、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記生物材料がシリコーンポリマーを含んで成る、請求項１のシステム。
【請求項４】
前記生物材料が硬化性ポリウレタンポリマーを含んで成る、請求項１のシステム。
【請求項５】
前記流体導入装置が、前記硬化性生物材料を関節鏡視覚化のもとで導入するのに適当な寸法のカヌーレを含んで成る、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記in situで硬化した生物材料の生体適合性及び摩擦係数を改善するための、前記輪郭仕上げされた表面に適用されるための永久界面材料；及び
最小限の侵襲性外科技術を利用して前記永久界面材料を導入するための導入装置；
をさらに含んで成る、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記in situで硬化した生物材料の生体適合性及び摩擦係数を改善するための、最小限の侵襲性外科技術を利用して前記輪郭仕上げされた表面を改質するための手段をさらに含んで成る、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記導入装置が関節鏡装置を含んで成る、請求項１記載のシステム。